蜡状芽孢杆菌协同李氏禾根系分泌物去除水体Cr^6+的效应及机制

李氏禾(Leersia hexandra Swartz)是中国境内发现的第一种铬(Cr)超富集植物,在铬污染水体修复方面具有很大的潜力。以李氏禾为供试材料,在Hoagland营养液中培养幼苗,采用浸根法收集李氏禾根系分泌物,研究添加外源蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)对其还原水体中Cr^6+的影响;利用GC-MS分析在铬胁迫和接种蜡状芽孢杆菌两种处理对李氏禾根系分泌物成分的影响。结果表明:李氏禾根系分泌物和蜡状芽孢杆菌协同对水体中Cr^6+的还原率高达99%,显著高于单独添加蜡状芽孢杆菌和单独添加根系分泌物处理组(P<0.05);李氏禾根系分泌物有机物种类丰富,主要包含酯、烷烃、烯烃、芳香烃、醇、酰胺、醚等;在给李氏禾接种蜡状芽孢杆菌后,李氏禾根系分泌物中许多化感物质作为生长代谢底物被分解;在Cr^6+胁迫下,李氏禾根系分泌物中酰胺类物质的分泌发生变化,这可能是李氏禾受到重金属铬胁迫后的一种根际解毒机制;在Cr^6+胁迫下,检测出了有且仅有一种的酚类化感物质2,4-二叔丁基苯酚,这是李氏禾对铬胁迫的一种潜在的响应机制。

人工湿地与微生物燃料电池耦合系统的研究进展

综述了近年来人工湿地与微生物燃料电池耦合系统在国内外的研究现状,总结了关于进水流动模式、水力停留时间HRT、电极材料、电极位置、湿地植物及微生物等条件对人工湿地微生物燃料电池治理污水能力和产电性能的影响,最后对其未来的研究方向进行了展望。

磷肥种类对李氏禾富集铜、铬的影响及其生理响应

植物修复是现下环境和生态领域研究的热门话题。环境中的铜、铬等重金属复合污染问题越发严重,在水环境修复和治理的方法中,植物修复技术的优越性越发显著。该文旨在加深磷对李氏禾累积重金属铜和铬复合污染的认识。施磷是一种重要的农艺措施,其在提高植物修复复合污染水体效率方面的效果不容忽视。该实验研究李氏禾(Leersia Hexandra Swartz)分别在磷酸氢二铵(DAP)、磷酸二氢铵(MAP)、磷酸氢钙(DCP)、过磷酸钙(SSP)4种磷肥的不同质量浓度(无磷0 mg·L^(−1)、低磷11.38 mg·L^(−1)、中磷22.76 mg·L^(−1)和高磷45.52 mg·L^(−1)),Cu(II)、铬(VI)质量浓度均为10 mg·L^(−1)的复合污染水体下的重金属累积影响和生理响应。结果表明:在中磷浓度下,施加SSP后李氏禾对铜、铬的富集能力最大,为0P处理组的1.8—3.4倍,均高于其他处理组且存在显著性差异(P<0.05)。在高磷浓度处理下,施加(NH4)2HPO4处理组李氏禾生物量为9.260 g·10 plants−1,株高为59.07 cm,叶绿素含量为4.889 mg·g^(−1),可溶性蛋白含量为10.77 g·L−1,均高于其他处理组且达到显著性差异(P<0.05)。在中磷浓度处理下,SSP处理组李氏禾叶片中丙二醛(MDA)含量为1.251μmol·g−1,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的含量分别为4.765、3.077、10.16 U·mg^(−1)(以prot.计),均高于其他处理组且达到显著性差异(P<0.05)。适量施加磷肥可以有效地提高李氏禾的生物量,以及各组织对铜、铬的累积作用,这一结果提高了我们对磷在植物修复技术中的作用的认识。

碳酸钙改性滑石施加量对土壤重金属铬的形态影响研究

通过将碳酸钙与滑石按照摩尔比2∶1混合后,在马弗炉中1150℃焙烧2 h后得到改性滑石,然后利用XRD、FTIR和BET对其进行系统表征,最后通过土壤培育实验探讨碳酸钙改性滑石不同施加量(添加量分别为0%、0.5%、1%、2%、3%和4%)对土壤铬形态动态影响效应。结果表明:碳酸钙改性滑石主要物相组成为Ca2Mg(Si2O7)和少量的Ca3Mg(SiO4)2,疏松多孔,平均孔径为18.809 nm,通过FTIR可以观测到明显的特征峰Si-O-Si,改性滑石有效硅含量高达19.09%。施加该材料在土壤中可以通过形成硅酸盐络合物来改变土壤铬的形态,有助于降低土壤中重金属铬的可交换态含量,最大降低幅度能够达到60%以上,并且对碳酸盐结合态有着明显的降低效果,但对铁锰氧化物结合态的影响不大,对于有机物结合态含量同样有着降低的效果。在第60天的时候,施加量为0.5%时,土壤中铬的残渣态含量增加了15%。过量的施加该材料会导致土壤的pH变成强碱性,因此适当的施加该材料有助于改变重金属铬在土壤中的存在形态,有助于降低铬的生物有效性,从而可以治理重金属污染。

对氯苯酚胁迫下李氏禾的净化性能、生长状态及生理生化响应

研究不同浓度(0、1、5、10、25、50和75 mg/L)李氏禾(Leersia hexandra Swartz)在对氯苯酚(4-chloro phenol,4-CP)污染水体的净化效果及植物的生长状态和生理生化响应,揭示该植物对4-CP胁迫的耐受性等特性.结果显示:李氏禾对污水中的4-CP具有较好的净化去除作用,在大于10 mg/L 4-CP浓度下去除率有所下降但仍可达95%以上.低浓度(<5 mg/L)4-CP胁迫能够促进李氏禾生长,而高浓度(>5 mg/L)胁迫对植物生长具有明显的抑制作用.随着4-CP浓度增加,叶组织中可溶性蛋白含量下降至8.23 mg/g,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量显著升高,分别升高到6.03 nmol/mg(prot)、31.1 mmol/mg(prot),超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别先升到66.45 U/mg(prot)、25.33 U/mg(prot)后降至51.92 U/mg(prot)、17.68 U/mg(prot),过氧化物酶(POD)活性上升,达到55.80 U/mg(prot).上述结果表明李氏禾对4-CP胁迫具有一定的耐受性和净化作用,可作为4-CP污染水体的一种潜在可利用修复植物,结果可为后续采用植物修复方法治理酚类污染水体的研究提供依据.(图6参42)